JP6821119B2 - Projection type display device - Google Patents
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Description
本発明は、投射型表示装置に関する。 The present invention relates to a projection type display device.
投射型表示装置の光変調素子として液晶パネルを使用する場合、ディスクリネーションと呼ばれる配向不良が発生する可能性がある。ディスクリネーションとは、液晶パネルにおいて隣接する画素間の画像信号に電位差がある場合、隣接する画素間に横電界が発生し、画素間の液晶分子が横電界の影響を受けて想定される方向とは異なる方向に配向してしまう現象をいう。例えば隣接する画素の輝度差を大きくするために画素間の画像信号の電圧差を大きくする場合、横電界の影響による画素の透過率の変動が発生し、色つき、尾引き、及び光漏れのような、投射光学系によって投射される画像の画質の低下をもたらす現象が発生する可能性がある。 When a liquid crystal panel is used as an optical modulation element of a projection type display device, an orientation defect called dispersion may occur. Discrimination is the direction in which when there is a potential difference in the image signals between adjacent pixels in the liquid crystal panel, a transverse electric field is generated between the adjacent pixels and the liquid crystal molecules between the pixels are affected by the transverse electric field. A phenomenon in which the liquid crystal is oriented in a different direction from the above. For example, when the voltage difference of the image signal between pixels is increased in order to increase the brightness difference between adjacent pixels, the transmittance of the pixels fluctuates due to the influence of the lateral electric field, resulting in coloring, tailing, and light leakage. Such a phenomenon that causes deterioration of the image quality of the image projected by the projection optical system may occur.
特許文献1には、複数の液晶表示素子に発生するディスクリネーションの違いによる色つきの発生を防ぐために、複数の液晶表示素子における黒表示の画素に隣接する白表示の画素の一部に現れるディスクリネーションのパターンが、光合成手段を介してスクリーンに表示された像において互いに略一致するように、映像が反転される液晶表示素子の配向方向と他の液晶表示素子の配向方向とを設定する技術が開示されている。 Patent Document 1 describes a disk that appears in a part of white display pixels adjacent to black display pixels in a plurality of liquid crystal display elements in order to prevent coloring due to a difference in dispersion that occurs in the plurality of liquid crystal display elements. A technique for setting the orientation direction of a liquid crystal display element on which an image is inverted and the orientation direction of another liquid crystal display element so that the relation patterns substantially match each other in an image displayed on a screen via a photosynthesis means. Is disclosed.
特許文献2には、垂直配向型液晶を含む液晶表示素子において、高コントラストの画像を得るための液晶配向条件を規定する技術が開示されている。特許文献2によれば、液晶分子の長軸を基板に垂直に投影させた際の線分が、ワイヤグリッドを基板に垂直に投影させた際の直線の方向に対して42[°]以上48[°]の角度をなし、線分の一方の端部が他方の端部よりも偏光分光面を含む面と基板を含む面との交叉側に位置するように液晶配向条件を設定することにより、高コントラストの画像を得ることができる。
光変調素子に使用される液晶パネルは、透過型液晶パネルと反射型液晶パネルとに大別される。反射型液晶パネルは、透過型液晶パネルよりも、投射型表示装置の高精細化、小型化、及び高輝度化の点で有利であると言われている。反射型液晶パネルを用いる投射型表示装置において、ディスクリネーションに起因する画質の低下を抑制し、高コントラストな画像を表示できる技術が要望される。 The liquid crystal panel used for the light modulation element is roughly classified into a transmissive liquid crystal panel and a reflective liquid crystal panel. The reflective liquid crystal panel is said to be more advantageous than the transmissive liquid crystal panel in terms of high definition, miniaturization, and high brightness of the projection display device. In a projection type display device using a reflective liquid crystal panel, there is a demand for a technique capable of displaying a high-contrast image by suppressing deterioration of image quality due to dispersion.
本発明の態様は、ディスクリネーションに起因する画質の低下を防止し、高コントラストな画像を表示できる投射型表示装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a projection type display device capable of displaying a high-contrast image by preventing deterioration of image quality due to dispersion.
本発明の態様に従えば、光源装置から射出された光を色分離して複数の色光を生成する照明光学系と、複数の前記色光の光路のそれぞれに配置され、画像データに基づいて前記色光を光変調する複数の反射型液晶パネルと、複数の前記色光の光路のそれぞれに配置され、前記反射型液晶パネルに入射する前記色光の光路に対して傾斜し、前記反射型液晶パネルに入射する第1偏光状態の前記色光を透過し、前記反射型液晶パネルからの第2偏光状態の前記色光を反射する複数の偏光子と、前記反射型液晶パネルで光変調され、前記偏光子で反射した複数の前記色光を合成して合成光を生成する合成光学系と、前記合成光学系で生成された前記合成光を投射面に投射する投射光学系と、を備え、前記反射型液晶パネルは、負の誘電異方性を有し、所定の配向方向にプレチルトされ、配向された液晶を含む液晶層を有し、前記合成光学系は、複数の前記反射型液晶パネルのうち第1反射型液晶パネルから射出され、前記合成光学系の合成面で反射する第1色光が入射する第1入射面と、第2反射型液晶パネルから射出され、前記合成面を透過する第2色光が入射する第2入射面と、を有し、前記偏光子は、前記第1反射型液晶パネルからの前記第1色光を前記第1入射面に反射する第1偏光子と、前記第2反射型液晶パネルからの前記第2色光を前記第2入射面に反射する第2偏光子と、を含み、前記第1反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向と前記第2反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向とが直交する、投射型表示装置が提供される。 According to the aspect of the present invention, the illumination optical system that color-separates the light emitted from the light source device to generate a plurality of colored lights and the colored lights are arranged in each of the plurality of colored light paths and based on the image data. Is arranged in each of a plurality of reflective liquid crystal panels for photomodulating the light, and each of the plurality of optical paths of the colored light, is inclined with respect to the optical path of the colored light incident on the reflective liquid crystal panel, and is incident on the reflective liquid crystal panel. A plurality of polarizers that transmit the colored light in the first polarized state and reflect the colored light in the second polarized state from the reflective liquid crystal panel, and light-modulated by the reflective liquid crystal panel and reflected by the polarizer. The reflective liquid crystal panel comprises a synthetic optical system that synthesizes a plurality of the colored lights to generate synthetic light, and a projection optical system that projects the synthetic light generated by the synthetic optical system onto a projection surface. It has a negative dielectric anisotropy, has a liquid crystal layer containing a liquid crystal that is pretilted in a predetermined orientation direction and is oriented, and the synthetic optical system is a first reflective liquid crystal among the plurality of reflective liquid crystal panels. The first incident surface emitted from the panel and incident with the first color light emitted from the composite surface of the synthetic optical system and the second color light emitted from the second reflective liquid crystal panel and transmitted through the composite surface are incident. The polarizer has two incident surfaces, the first polarizer that reflects the first color light from the first reflective liquid crystal panel to the first incident surface, and the second reflective liquid crystal panel. The orientation direction of the liquid crystal of the first reflection type liquid crystal panel and the orientation direction of the liquid crystal of the second reflection type liquid crystal panel, including the second polarizer that reflects the second color light to the second incident surface. A projection type display device is provided which is orthogonal to and.
本発明の態様によれば、ディスクリネーションに起因する画質の低下を抑制し、高コントラストな画像を表示できる投射型表示装置が提供される。 According to the aspect of the present invention, there is provided a projection type display device capable of displaying a high-contrast image by suppressing deterioration of image quality due to dispersion.
本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The components of the embodiments described below can be combined as appropriate. In addition, some components may not be used.
以下の説明においては、グローバル座標系であるXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内の第1軸であるX軸と平行な方向をX軸方向、所定面内において第1軸と直交する第2軸であるY軸と平行な方向をY軸方向、第1軸及び第2軸と直交する第3軸であるZ軸と平行な方向をZ軸方向とする。第3軸は、所定面と直交する。また、X軸方向の一方向を+X方向とし、+X方向の逆方向を−X方向とする。Y軸方向の一方向を+Y方向とし、+Y方向の逆方向を−Y方向とする。Z軸方向の一方向を+Z方向とし、+Z方向の逆方向を−Z方向とする。本実施形態において、所定面は水平面と平行であり、Z軸方向は鉛直方向である。以下の説明においては、所定面を適宜、XY平面、と称する。 In the following description, the XYZ Cartesian coordinate system, which is a global coordinate system, is set, and the positional relationship of each part will be described with reference to this XYZ Cartesian coordinate system. The direction parallel to the X-axis, which is the first axis in the predetermined plane, is the X-axis direction, and the direction parallel to the Y-axis, which is the second axis orthogonal to the first axis in the predetermined plane, is the Y-axis direction, the first axis, and The direction parallel to the Z-axis, which is the third axis orthogonal to the second axis, is defined as the Z-axis direction. The third axis is orthogonal to the predetermined plane. Further, one direction in the X-axis direction is the + X direction, and the opposite direction in the + X direction is the −X direction. One direction in the Y-axis direction is the + Y direction, and the opposite direction in the + Y direction is the −Y direction. One direction in the Z-axis direction is the + Z direction, and the opposite direction in the + Z direction is the −Z direction. In the present embodiment, the predetermined surface is parallel to the horizontal plane, and the Z-axis direction is the vertical direction. In the following description, the predetermined plane is appropriately referred to as an XY plane.
図1は、本実施形態に係る投射型表示装置100の一例を模式的に示す平面図である。図2は、本実施形態に係る投射型表示装置100の一例を模式的に示す斜視図である。図1及び図2に示すように、投射型表示装置100は、光を発生する光源装置1と、第1色分離素子11及び第2色分離素子12を有し、光源装置1から射出された光を色分離して第1色光Lb、第2色光Lg、及び第3色光Lrを生成する照明光学系10と、照明光学系10で生成された第1色光Lb、第2色光Lg、及び第3色光Lrの光路のそれぞれに配置され、画像データに基づいて第1色光Lb、第2色光Lg、及び第3色光Lrのそれぞれを光変調する第1反射型液晶パネル31、第2反射型液晶パネル32、及び第3反射型液晶パネル33と、第1反射型液晶パネル31、第2反射型液晶パネル32、及び第3反射型液晶パネル33で光変調された第1色光Lb、第2色光Lg、及び第3色光Lrを合成して合成光を生成する合成光学系40と、合成光学系40で生成された合成光を投射する投射光学系50とを備える。
FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of a projection
光源装置1は、白色光を発生する。本実施形態において、光源装置1は、励起光を射出する固体光源2と、励起光が照射されることにより蛍光を発生する蛍光体3と、固体光源2から射出された励起光を蛍光体3に導くハーフミラー4と、蛍光体3に照射される励起光を集光する集光光学系5とを有する。固体光源2は、レーザダイオード(Laser Diode:LD)を含む。固体光源2は、励起光として青色レーザ光を射出する。固定光源2から射出された励起光は、ハーフミラー4及び集光光学系5を介して蛍光体3に照射される。励起光が照射されることにより、蛍光体3は黄色の蛍光を発生する。励起光と蛍光とに基づいて白色光が発生する。光源装置1で発生した白色光は、照明光学系10に入射する。
The light source device 1 generates white light. In the present embodiment, the light source device 1 emits a
照明光学系10は、光源装置1から射出された光を色分離して複数の色光Lb,Lg,Lrを生成する。照明光学系10は、光源装置1から射出された光が入射するインテグレータ光学系6と、インテグレータ光学系6から射出された光から第1色光Lbを分離して、−X方向に射出する第1色分離素子11と、第1色分離素子11から射出された光Lgrを第2色光Lgと第3色光Lrとに分離して、第2色光Lgを−X方向に射出し、第3色光Lrを+Y方向に射出する第2色分離素子12と、第1色分離素子11から射出された第1色光Lbを+Z方向に反射する第1反射部材13と、第2色分離素子12から射出された第2色光Lgを+Z方向に反射する第2反射部材14と、第2色分離素子12から射出された第3色光Lrを+Z方向に反射する第3反射部材15と、第1色光Lbの光路に配置され、正立像を形成するリレー光学系20とを備える。
The illumination
インテグレータ光学系6は、光源装置1から射出された光の照度を均一化する。インテグレータ光学系6は、第1レンズアレイ6Aと、第2レンズアレイ6Bと、偏光変換素子7と、コンデンサレンズ8とを含む。インテグレータ光学系6の光軸は、Y軸と平行である。インテグレータ光学系6から射出される光は、+Y方向に進行する。
The integrator optical system 6 equalizes the illuminance of the light emitted from the light source device 1. The integrator optical system 6 includes a
第1レンズアレイ6Aは、XZ平面内においてマトリクス状に配置される複数のマイクロレンズを有する。第2レンズアレイ6Bは、XZ平面内においてマトリクス状に配置される複数のマイクロレンズを有する。第1レンズアレイ6Aの複数のマイクロレンズと第2レンズアレイ6Bの複数のマイクロレンズとは1対1で対応する。偏光変換素子7は、複数の偏光変換ユニットを有する。偏光変換ユニットは、偏光分離膜、反射ミラー、及び位相板を含む。第2レンズアレイ6Bの複数のマイクロレンズと偏光変換素子7の複数の偏光変換ユニットとは1対1で対応する。
The
光源装置1から射出されインテグレータ光学系6に入射した光は、第1レンズアレイ6Aの複数のマイクロレンズのそれぞれに入射する。第1レンズアレイ6Aの複数のマイクロレンズのそれぞれには、マイクロレンズの位置に応じて、インテグレータ光学系6の入射面に入射する光のうち一部の光が入射する。そのため、各マイクロレンズが受光する光は異なる。第1レンズアレイ6Aの各マイクロレンズは、光源装置1から射出された光を、第1レンズアレイ6Aの各マイクロレンズに対応する第2レンズアレイ6Bの各マイクロレンズに集光する。第2レンズアレイ6Bの複数のマイクロレンズのそれぞれに2次光源像が形成される。第2レンズアレイ6Bは、第1レンズアレイ6Aの光学的な瞳を構成する。
The light emitted from the light source device 1 and incident on the integrator optical system 6 is incident on each of the plurality of microlenses of the
第2レンズアレイ6Bの各マイクロレンズに形成された2次光源像からの光は、第2レンズアレイ6Bのマイクロレンズに対応する偏光変換素子7の各偏光変換ユニットに入射する。偏光変換ユニットに入射した光は、偏光分離膜により第1偏光状態の光と第2偏光状態の光とに分離される。偏光分離膜により分離された第2偏光状態の光は、反射ミラーで反射した後、位相板を通過することにより、第1偏光状態の光に変換される。すなわち、光源装置1から射出された光は、偏光変換素子7を通過することにより、第1偏光状態の光に変換される。
The light from the secondary light source image formed on each microlens of the
複数の偏光変換ユニットのそれぞれから射出された光は、コンデンサレンズ8に入射する。コンデンサレンズ8は、複数の偏光変換ユニットのそれぞれから射出された光を1の光束に重畳させる。これにより、第1反射型液晶パネル31、第2反射型液晶パネル32、及び第3反射型液晶パネル33のそれぞれにおける照度分布が均一化される。
The light emitted from each of the plurality of polarization conversion units is incident on the
なお、インテグレータ光学系6が、ロッドインテグレータを含んでもよい。 The integrator optical system 6 may include a rod integrator.
第1色分離素子11は、インテグレータ光学系6の+Y側に配置される。第1色分離素子11は、ダイクロイックミラーを含む。第1色分離素子11は、光源装置1から射出されインテグレータ光学系6を透過した光から第1色光Lbを分離する。本実施形態において、第1色分離素子11は、光源装置1からの白色光を、第1色光Lbである青色光と、青色光とは別の波長の光Lgrとに分離する。青色光である第1色光Lbは、第1色分離素子11で反射して、−X方向に進行する。青色光とは別の波長の光Lgrは、第1色分離素子11を透過して、+Y方向に進行する。
The first
第2色分離素子12は、第1色分離素子11の+Y側に配置される。第2色分離素子12は、ダイクロイックミラーを含む。第2色分離素子12は、第1色分離素子11から射出された青色光とは別の波長の光Lgrを第2色光Lgと第3色光Lrとに分離する。本実施形態において、第2色分離素子12は、第1色分離素子11から射出された光Lgrを、第2色光Lgである緑色光と、第3色光Lrである赤色光とに分離する。緑色光である第2色光Lgは、第2色分離素子12で反射して、−X方向に進行する。赤色光である第3色光Lrは、第2色分離素子12を透過して、+Y方向に進行する。
The second
第1反射部材13は、第1色分離素子11からの第1色光Lbを+Z方向に反射する。本実施形態において、照明光学系10は、第1色分離素子11と第1反射部材13との間に配置される第4反射部材16を有する。第4反射部材16は、第1色分離素子11からの第1色光Lbを+Y方向に反射する。第4反射部材16は、第1色分離素子11の−X側に配置される。第1色分離素子11から−X方向に進行する第1色光Lbは、第4反射部材16の反射面16Aで反射して、+Y方向に進行する。第1反射部材13は、第4反射部材16の+Y側に配置される。第4反射部材16から+Y方向に進行する第1色光Lbは、第1反射部材13の反射面13Aで反射して、+Z方向に進行する。
The first reflecting
第2反射部材14は、第2色分離素子12からの第2色光Lgを+Z方向に反射する。第2反射部材14は、第2色分離素子12の−X側に配置される。第2色分離素子12から−X方向に進行する第2色光Lgは、第2反射部材14の反射面14Aで反射して、+Z方向に進行する。
The second reflecting
第3反射部材15は、第2色分離素子12からの第3色光Lrを+Z方向に反射する。第3反射部材15は、第2色分離素子12の+Y側に配置される。第2色分離素子12から+Y方向に進行する第3色光Lrは、第3反射部材15の反射面15Aで反射して、+Z方向に進行する。
The third reflecting
本実施形態において、第1反射部材13の反射面13Aと第3反射部材15の反射面15Aとは平行である。第1反射部材13の反射面13Aは、X軸と平行であり、+Y方向に向かって+Z方向に傾斜する。同様に、第3反射部材15の反射面15Aは、X軸と平行であり、+Y方向に向かって+Z方向に傾斜する。
In the present embodiment, the reflecting
本実施形態において、第1反射部材13の反射面13Aと第3反射部材15の反射面15Aとは同一平面内に配置される。第1反射部材13の反射面13A及び第3反射部材15の反射面15Aを含む平面と第2反射部材14の反射面14Aを含む平面とは直交する。本実施形態において、第2反射部材14の反射面14Aは、Y軸と平行であり、−X方向に向かって+Z方向に傾斜する。
In the present embodiment, the reflecting
リレー光学系20は、第1色分離素子11と第1反射型液晶パネル31との間の第1色光Lbの光路に配置される。本実施形態において、リレー光学系20は、第1色分離素子11と第1反射部材13との間の第1色光Lbの光路に配置される。リレー光学系20は、リレー光学系20の物体面側の物体の正立像をリレー光学系20の像面側に結像する。
The relay
リレー光学系20は、第1色分離素子11と第4反射部材16との間に配置される第1集光レンズ21と、第4反射部材16と第1反射部材13との間に配置される第2集光レンズ22及び第3集光レンズ23とを有する。第1集光レンズ21、第2集光レンズ22、及び第3集光レンズ23はそれぞれ、凸レンズである。第3集光レンズ23は、第2レンズアレイ6Bと光学的に共役である。第3集光レンズ23と第2レンズアレイ6Bとが光学的に共役であり、第2レンズアレイ6Bが第1レンズアレイ6Aの瞳として作用するため、第2レンズアレイ6Bと第3集光レンズ23との間に第1レンズアレイ6Aの各マイクロレンズの像が結像される。
The relay
本実施形態において、リレー光学系20は、リレー光学系20の像面側に物体の正立像を形成する。例えば、リレー光学系20の物体面側に像Xが形成されている場合、リレー光学系20は、第1色分離素子11と像面である第1反射型液晶パネル31との間で像Xの倒立像を形成し、リレー光学系20の像面側に像Xの正立像を形成する。本実施形態において、像Xとは、光源装置1から射出され第1レンズアレイ6Aの複数のマイクロレンズのそれぞれが受光した光の一部の像のそれぞれのことをいう。
In the present embodiment, the relay
第1反射型液晶パネル31は、第1色光Lbの光路に配置される。第1反射型液晶パネル31は、画像データに基づいて、第1反射部材13からの第1色光Lbを光変調する光変調素子である。第1反射型液晶パネル31は、第1反射部材13の+Z側に配置される。第1反射部材13から+Z方向に進行する第1色光Lbは、第1反射型液晶パネル31に入射する。
The first reflective
第1反射型液晶パネル31は、第1反射部材13からの第1色光Lbが入射する入射面31Aを有する。第1反射型液晶パネル31は、第1反射部材13からの第1色光Lbを−Z方向に反射する。
The first reflective
第2反射型液晶パネル32は、第2色光Lgの光路に配置される。第2反射型液晶パネル32は、画像データに基づいて、第2反射部材14からの第2色光Lgを光変調する光変調素子である。第2反射型液晶パネル32は、第2反射部材14の+Z側に配置される。第2反射部材14から+Z方向に進行する第2色光Lgは、第2反射型液晶パネル32に入射する。
The second reflective
第2反射型液晶パネル32は、第2反射部材14からの第2色光Lgが入射する入射面32Aを有する。第2反射型液晶パネル32は、第2反射部材14からの第2色光Lgを−Z方向に反射する。
The second reflective
第3反射型液晶パネル33は、第3色光Lrの光路に配置される。第3反射型液晶パネル33は、画像データに基づいて、第3反射部材15からの第3色光Lrを光変調する光変調素子である。第3反射型液晶パネル33は、第3反射部材15の+Z側に配置される。第3反射部材15から+Z方向に進行する第3色光Lrは、第3反射型液晶パネル33に入射する。
The third reflective
第3反射型液晶パネル33は、第3反射部材15からの第3色光Lrが入射する入射面33Aを有する。第3反射型液晶パネル33は、第3反射部材15からの第3色光Lrを−Z方向に反射する。
The third reflective
第1反射型液晶パネル31の入射面31Aは、XY平面と平行であり、−Z方向を向く。同様に、第2反射型液晶パネル32の入射面32A及び第3反射型液晶パネル33の入射面33Aは、XY平面と平行であり、−Z方向を向く。本実施形態において、第1反射型液晶パネル31の入射面31Aと、第2反射型液晶パネル32の入射面32Aと、第3反射型液晶パネル33の入射面33Aとは、同一方向を向き、XY平面と平行な同一平面内に配置される。
The
第1反射部材13と第1反射型液晶パネル31との間の第1色光Lbの光路に偏光子61及び偏光子62が配置される。第2反射部材14と第2反射型液晶パネル32との間の第2色光Lgの光路に偏光子63及び偏光子64が配置される。第3反射部材15と第3反射型液晶パネル33との間の第3色光Lrの光路に偏光子65及び偏光子66が配置される。
The
偏光子61は、第1反射部材13で反射した第1偏光状態の第1色光Lbを透過させる。偏光子61を透過した第1偏光状態の第1色光Lbは、偏光子62を透過して、第1反射型液晶パネル31に入射する。第1反射型液晶パネル31は、偏光子61及び偏光子62を透過した第1色光Lbを画像データに基づいて光変調する。偏光子62は、偏光子61と第1反射型液晶パネル31との間の第1色光Lbの光路に配置される。偏光子62は、偏光子61からの第1偏光状態の第1色光Lbを透過させ、第1反射型液晶パネル31からの第2偏光状態の第1色光Lbを合成光学系40に反射する。
The
偏光子63は、第2反射部材14で反射した第1偏光状態の第2色光Lgを透過させる。偏光子63を透過した第1偏光状態の第2色光Lgは、偏光子64を透過して、第2反射型液晶パネル32に入射する。第2反射型液晶パネル32は、偏光子63及び偏光子64を透過した第2色光Lgを画像データに基づいて光変調する。偏光子64は、偏光子63と第2反射型液晶パネル32との間の第2色光Lgの光路に配置される。偏光子64は、偏光子63からの第1偏光状態の第2色光Lgを透過させ、第2反射型液晶パネル32からの第2偏光状態の第2色光Lgを合成光学系40に反射する。
The
偏光子65は、第3反射部材15で反射した第1偏光状態の第3色光Lrを透過させる。偏光子65を透過した第1偏光状態の第3色光Lrは、偏光子66を透過して、第3反射型液晶パネル33に入射する。第3反射型液晶パネル33は、偏光子65及び偏光子66を透過した第3色光Lrを画像データに基づいて光変調する。偏光子66は、偏光子65と第3反射型液晶パネル33との間の第3色光Lrの光路に配置される。偏光子66は、偏光子65からの第1偏光状態の第3色光Lrを透過させ、第3反射型液晶パネル33からの第2偏光状態の第3色光Lrを合成光学系40に反射する。
The
偏光子62と合成光学系40との間の第1色光Lbの光路に、透過型偏光子67が配置される。透過型偏光子67は、偏光子62から合成光学系40に射出される第1色光Lbのうち第2偏光状態の第1色光Lbを透過し、不要な第1偏光状態の第1色光Lbの透過を妨げる。
The
偏光子64と合成光学系40との間の第2色光Lgの光路に、透過型偏光子68が配置される。透過型偏光子68は、偏光子64から合成光学系40に射出される第2色光Lgのうち第2偏光状態の第2色光Lgを透過し、不要な第1偏光状態の第2色光Lgの透過を妨げる。
The
偏光子66と合成光学系40との間の第3色光Lrの光路に、透過型偏光子69が配置される。透過型偏光子69は、偏光子66から合成光学系40に射出される第3色光Lrのうち第2偏光状態の第3色光Lrを透過し、不要な第1偏光状態の第3色光Lrの透過を妨げる。
A
なお、第1偏光状態とは、例えばP偏光状態である。第2偏光状態とは、例えばS偏光状態である。 The first polarized state is, for example, a P-polarized state. The second polarized state is, for example, the S polarized state.
合成光学系40は、第1反射型液晶パネル31で光変調された第1色光Lbと、第2反射型液晶パネル32で光変調された第2色光Lgと、第3反射型液晶パネル33で光変調された第3色光Lrとを合成して合成光を生成する。本実施形態において、合成光学系40は、クロスダイクロイックプリズムを含む。合成光学系40は、第1反射型液晶パネル31で光変調された第1色光Lbが入射する第1入射面41と、第2反射型液晶パネル32で光変調された第2色光Lgが入射する第2入射面42と、第3反射型液晶パネル33で光変調された第3色光Lrが入射する第3入射面43と、合成光を射出する射出面46とを有する。
The synthetic
第1入射面41は、YZ平面と平行であり、−X方向を向く。第2入射面42は、XZ平面と平行であり、−Y方向を向く。第3入射面43は、YZ平面と平行であり、+X方向を向く。射出面46は、XZ平面と平行であり、+Y方向を向く。
The
合成光学系40は、第1入射面41から入射した第1色光Lbと第2入射面42から入射した第2色光Lgとを合成する第1合成面44と、第2入射面42から入射した第2色光Lgと第3入射面43から入射した第3色光Lrとを合成する第2合成面45とを有する。第1合成面44及び第2合成面45は、Z軸と平行である。第1合成面44と第2合成面45とは直交する。
The composite
第1合成面44は、第1反射型液晶パネル31から射出され、偏光子62を介して第1入射面41から入射した第1色光Lbを反射する。第1合成面44は、第2反射型液晶パネル32から射出され、偏光子64を介して第2入射面42から入射した第2色光Lgを透過する。
The first
第2合成面45は、第2反射型液晶パネル32から射出され、偏光子64を介して第2入射面42から入射した第2色光Lgを透過する。第2合成面45は、第3反射型液晶パネル33から射出され、偏光子66を介して第3入射面43から入射した第3色光Lrを反射する。
The second
投射光学系50は、合成光学系40で生成され、射出面46から射出された合成光を投射面であるスクリーン70に投射する。
The projection
図3は、本実施形態に係る投射型表示装置100の一部を模式的に示す図である。図3は、第2反射型液晶パネル32と、第2反射型液晶パネル32と第2反射部材14との間の第2色光Lgの光路に配置される偏光子63及び偏光子64と、偏光子64と合成光学系40との間の第2色光Lgの光路に配置される透過型偏光子68とを模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a part of the projection
図2及び図3に示すように、第2反射型液晶パネル32は、合成光学系40よりも+Z方向に配置される。偏光子64は、合成光学系40の−Y側に配置され、第2反射型液晶パネル32の−Z側に配置される。偏光子63は、偏光子64の−Z側に配置される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the second reflective
第2反射型液晶パネル32は、透明電極を有する透明基板34と、反射電極を有するアクティブマトリクス基板35と、透明基板34とアクティブマトリクス基板35との間に設けられる液晶層36とを有する。液晶層36に面する透明基板34の表面に配向膜37が設けられる。液晶層36に面するアクティブマトリクス基板35の表面に配向膜37が設けられる。
The second reflective
反射電極は、アクティブマトリクス基板35において、画素毎にマトリクス状に配置される。透明基板34とアクティブマトリクス基板35とは、透明電極と反射電極とが対向するように配置される。透明基板34の外面は、入射面32Aを含む。液晶層36は、透明電極と反射電極との間に配置されるネマティック液晶を含む。ネマティック液晶は、負の誘電異方性である。ネマティック液晶は、プレチルト角が付与された状態で、透明基板34とアクティブマトリクス基板35との間に設けられる。
The reflective electrodes are arranged in a matrix for each pixel on the
偏光子63は、ワイヤグリッド型偏光子である。偏光子63は、第2反射部材14で反射した第1偏光状態の第2色光Lgを透過させる。偏光子63を透過した第2色光Lgは、偏光子64を介して第2反射型液晶パネル32に入射する。第2反射型液晶パネル32は、偏光子64からの第2色光Lgを画像データに基づいて光変調する。本実施形態においては、偏光変換素子7により、偏光子63には第1偏光状態の第2色光Lgが入射する。偏光子63は、第2反射部材14からの第1偏光状態の第2色光Lgを透過させる。
The
偏光子64は、ワイヤグリッド型偏光子である。偏光子64は、偏光子63と第2反射型液晶パネル32との間の第2色光Lgの光路に配置される。偏光子64は、偏光子63から射出され、第2反射型液晶パネル32に入射する第1偏光状態の第2色光Lgを透過させる。偏光子64を透過した第2色光Lgは、第2反射型液晶パネル32の透明基板34の入射面32Aに入射する。入射面32Aに入射した第2色光Lgは、透明基板34を介して液晶層36に入射し、液晶層36を通過した後、アクティブマトリクス基板35の反射電極で反射する。アクティブマトリクス基板35の反射電極で反射した第2色光Lgは、再び液晶層36を通過した後、第2反射型液晶パネル32の透明基板34から射出される。第2反射型液晶パネル32から第2偏光状態の第2色光Lgが射出される。第2反射型液晶パネル32から射出された第2偏光状態の第2色光Lgは、偏光子64に入射する。
The
偏光子64は、偏光子63からの第2色光Lgが入射する入射面64Aと、第2反射型液晶パネル32からの第2色光Lgを反射する反射面64Bとを有する。偏光子64は、第2反射型液晶パネル32に入射する第2色光Lgの光路に対して傾斜する。偏光子64の入射面64Aと偏光子64の入射面64Aに入射する第2色光Lgの光路とは45[°]の角度で交わる。第2反射型液晶パネル32で反射した第2色光Lgは、−Z方向に進行する。偏光子64の反射面64Bと偏光子64の反射面64Bに入射する第2色光Lgの光路とは45[°]の角度で交わる。
The
偏光子64は、第2反射型液晶パネル32からの第2偏光状態の第2色光Lgを+Y方向に反射する。第2反射型液晶パネル32から射出された第2偏光状態の第2色光Lgは、偏光子64で反射して、+Y方向に進行し、合成光学系40に入射する。透過型偏光子68により、偏光子64から合成光学系40に入射する第2色光Lgのうち、不要な第1偏光状態の第2色光Lgが除去され、第2偏光状態の第2色光Lgが合成光学系40に入射する。
The
以上、図3を用いて、第2反射型液晶パネル32、偏光子63、偏光子64、透過型偏光子68、及び合成光学系40の作用について説明した。偏光子64と同様、偏光子62は、入射面62A及び反射面62Bを有し、偏光子66は、入射面66A及び反射面66Bを有する。第1反射型液晶パネル31、偏光子61、偏光子62、透過型偏光子67、及び合成光学系40の作用と、第3反射型液晶パネル33、偏光子65、偏光子66、透過型偏光子69、及び合成光学系40の作用とは、第2反射型液晶パネル32、偏光子63、偏光子64、透過型偏光子68、及び合成光学系40の作用と同様であるため、説明を省略する。
As described above, the operations of the second reflective
次に、本実施形態に係る反射型液晶パネルについて説明する。図4は、本実施形態に係る第2反射型液晶パネル32の一例を示す断面図である。なお、第1反射型液晶パネル31の構造及び第3反射型液晶パネル33の構造は、第2反射型液晶パネル32の構造と同様である。
Next, the reflective liquid crystal panel according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the second reflective
図4に示すように、第2反射型液晶パネル32は、透明基板34と、透明基板34と対向するアクティブマトリクス基板35と、透明基板34とアクティブマトリクス基板35との間に配置される複数の液晶36Aを含む液晶層36とを備える。
As shown in FIG. 4, the second reflective
透明基板34は、ガラス基板34Aと、アクティブマトリクス基板35と対向するガラス基板34Aの表面に形成された透明電極38とを有する。透明電極38は、ガラス基板34Aの表面の全域に形成される。透明電極38は、例えばITO(Indium Tin Oxide)のような透明な導電材料で形成される。透明電極38には、複数の全ての画素において共通の電位が印加される。
The
アクティブマトリクス基板35は、シリコン基板35Aと、シリコン基板35Aの表面において複数の画素毎に設けられたTFT(Thin Film Transistor)のようなスイッチング素子と、スイッチング素子に接続され、複数の画素毎に設けられた反射電極39とを有する。反射電極39は、シリコン基板35Aの表面においてマトリクス状に複数配置される。反射電極39は、可視領域で高い反射率を有するアルミニウム(Al)のような金属材料で形成される。
The
反射電極39と画素とは1対1で対応する。本実施形態において、反射電極39は、正方形状である。画素も正方形状である。
The
透明基板34には、透明電極38を被覆する配向膜37が形成される。アクティブマトリクス基板35には、反射電極39を被覆する配向膜37が形成される。配向膜37は、液晶層36の液晶36Aを所定の配向方向に配向させる。配向膜37は、例えば二酸化珪素(SiO2)のような無機材料で形成された斜方蒸着膜でもよいし、表面にラビング処理が施されたポリイミドのような高分子膜でもよい。
An
本実施形態において、液晶層36の液晶36Aは、負の誘電異方性を有するネマティック液晶である。誘電異方性とは、液晶の長軸に平行な誘電率と垂直な誘電率との差をいう。負の誘電異方性とは、液晶の長軸に平行な誘電率と垂直な誘電率との差が負になる状態をいう。
In the present embodiment, the
液晶層36の液晶36Aは、配向膜37によって垂直配向される。すなわち、本実施形態において、液晶36Aは、垂直配向液晶である。
The
透明電極38と反射電極39との電圧がゼロのとき、液晶36Aは、シリコン基板35Aの表面に対してほぼ垂直に配向する。すなわち、本実施形態において、第2反射型液晶パネル32は、ノーマリブラック表示モードで黒表示する。透明電極38と反射電極39との間に電圧が印加されると、液晶36Aは、所定の配向方向にチルトし、光の透過率を変化させる。
When the voltage between the
図5及び図6は、本実施形態に係る液晶36Aを模式的に示す図である。図5に示すように、液晶36Aにプレチルト角θが付与される。プレチルト角θとは、反射電極39が形成されたアクティブマトリクス基板35の表面と液晶36Aの長軸とがなす角度をいう。液晶36Aは、プレチルト角θが付与された状態で、垂直配向される。
5 and 6 are diagrams schematically showing the
図5及び図6に示すように、液晶36Aは、所定の配向方向Hにプレチルトされる。本実施形態において、プレチルト角θは、85[°]以上89[°]以下である。本実施形態において、液晶36Aの配向方向Hは、正方形状の反射電極39の対角線と平行な方向である。すなわち、液晶36Aの配向方向Hは、正方形状の反射電極39の1つの辺に対して45[°]の方向に設定される。なお、液晶36Aの配向方向Hは、正方形状の反射電極39の1つの辺に対して42[°]以上48[°]以下であればよい。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図7は、本実施形態に係る第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向Hと、偏光子64と、合成光学系40との関係を模式的に示す斜視図である。図7に示すように、第2反射型液晶パネル32において、ローカル座標系(XaYaZa座標系)が規定される。Xa軸及びYa軸は、第2反射型液晶パネル32のアクティブマトリクス基板35の表面に規定される。Xa軸とYa軸とは直交する。Za軸は、アクティブマトリクス基板35の表面と直交する。図7において、XYZ直交座標系のX軸とローカル座標系のXa軸とは平行である。同様に、Y軸とYa軸とは平行であり、Z軸とZa軸とは平行である。ローカル座標系の+Xa方向は、XYZ直交座標系の+X方向に対応する。ローカル座標系の+Ya方向は、XYZ直交座標系の−Y方向に対応する。ローカル座標系の+Za方向は、XYZ直交座標系の−Z方向に対応する。図7に示すように、液晶36Aの配向方向Hは、第2反射型液晶パネル32の画素の対角線と平行であり、合成光学系40に近付く方向に定められる。上述のように、画素と反射電極39とは1対1で対応し、画素及び反射電極39はそれぞれ正方形状である。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing the relationship between the orientation direction H of the
図7は、液晶36Aにプレチルト角θが付与された状態を示す。本実施形態において、偏光子64は、複数の微細なスリットから構成されるワイヤグリッド型偏光子である。ワイヤグリッド型偏光子のワイヤグリッドWGのスリットの延在方向は、X軸方向(Xa軸方向)である。すなわち、ワイヤグリッドWGのスリットとX軸(Xa軸)とは平行である。
FIG. 7 shows a state in which the
本実施形態においては、液晶36Aの配向方向Hが、第2反射型液晶パネル32の画素の対角線と平行であり、且つ、合成光学系40に近付く方向に定められる。換言すれば、液晶36Aの長軸をアクティブマトリクス基板35に投影した投影線分RLと、ワイヤグリッドWGのスリットの延在方向をアクティブマトリクス基板35に垂直に投影した基準線とを規定したとき、投影線分RLは、基準線に対してα[°]の角度をなし、液晶36Aの両端部のうちアクティブマトリクス基板35から離れている端部に対応する投影線分RLの一方の端部が投影線分RLの他方の端部よりも、偏光子64の反射面64Bを含む平面とアクティブマトリクス基板35の表面を含む平面との交差部から遠い位置に配置される。本実施形態において、α[°]は45[°]である。基準線は、X軸及びXa軸と平行である。
In the present embodiment, the orientation direction H of the
本実施形態においては、液晶36Aの配向方向Hが、第2反射型液晶パネル32の画素の対角線と平行であり、且つ、合成光学系40に近付く方向に定められることにより、投射面であるスクリーン70において、高コントラストな画像が得られる。
In the present embodiment, the orientation direction H of the
図8は、本実施形態に係る液晶配向条件について、投影線分RLのベクトルRLa,RLbをXaYa平面において示した図である。投影線分RLのベクトルRLa,RLbは、高コントラストな画像が得られる液晶36Aの配向方向を示す。Xa軸を基準とし、Xa軸からの反時計回りのベクトルRLa,RLbの角度φを定義した場合、ベクトルRLaの角度φは、225[°]であり、ベクトルRLbの角度φは、315[°]である。
FIG. 8 is a diagram showing the vectors RLa and RLb of the projected line segment RL in the XaYa plane for the liquid crystal alignment conditions according to the present embodiment. The vectors RLa and RLb of the projected line segment RL indicate the orientation direction of the
すなわち、画素電極である反射電極39が正方形状であり、反射電極39の辺がXa軸及びYa軸に平行である場合、液晶36Aの配向方向Hを示すベクトルRLa,RLbは、反射電極39の対角線と平行である。
That is, when the
液晶36Aの配向方向Hを示すベクトルRLaと、液晶36Aの配向方向Hを示すベクトルRLbとは、直交する。合成光学系40の第2入射面42と直交する基準線LT2を基準とした場合、ベクトルRLaは、画素(反射電極39)の対角線と平行であり、基準線LT2に対して一方側(−Xa側)の第1方向に向かって合成光学系40に近付く方向に定められる。ベクトルRLbは、画素(反射電極39)の対角線と平行であり、基準線LT2に対して他方側(+Xa側)の第2方向に向かって合成光学系40に近付く方向に定められる。第1方向と第2方向とは直交する。
The vector RLa indicating the orientation direction H of the
次に、本実施形態に係る投射型表示装置100の作用について説明する。図9は、本実施形態に係る投射型表示装置100の作用を説明するための平面図である。図10は、本実施形態に係る投射型表示装置100の作用を説明するための斜視図である。
Next, the operation of the projection
本実施形態においては、光源装置1から射出される光に強度分布の偏りが存在する場合において、第1色光Lbの光路に配置される複数の光学部品によって投射光学系50の像面側に形成される光強度分布の偏りと、第2色光Lgの光路に配置される複数の光学部品によって投射光学系50の像面側に形成される光強度分布の偏りと、第3色光Lrの光路に配置される複数の光学部品によって投射光学系50の像面側に形成される光強度分布の偏りと、が一致するように、照明光学系10を含む投射型表示装置100の光学系が構築されている。
In the present embodiment, when the light emitted from the light source device 1 has a bias in the intensity distribution, it is formed on the image plane side of the projection
以下の説明においては、第1色光Lbの光路に配置されている複数の光学部品によって構成される光学系を適宜、第1色光光学系81、と称し、第2色光Lgの光路に配置されている複数の光学部品によって構成される光学系を適宜、第2色光光学系82、と称し、第3色光Lrの光路に配置されている複数の光学部品によって構成される光学系を適宜、第3色光光学系83、と称する。
In the following description, an optical system composed of a plurality of optical components arranged in the optical path of the first color light Lb is appropriately referred to as a first color optical optical system 81, and is arranged in the optical path of the second color light Lg. An optical system composed of a plurality of optical components is appropriately referred to as a second color optical
第1色光光学系81は、第1色分離素子11と、第4反射部材16と、第1反射部材13と、リレー光学系20と、偏光子61と、偏光子62と、第1反射型液晶パネル31とを含む。
The first color optical optical system 81 includes a first
第2色光光学系82は、第1色分離素子11と、第2色分離素子12と、第2反射部材14と、偏光子63と、偏光子64と、第2反射型液晶パネル32とを含む。
The second color optical
第3色光光学系83は、第1色分離素子11と、第2色分離素子12と、第3反射部材15と、偏光子65と、偏光子66と、第3反射型液晶パネル33とを含む。
The third color optical
本実施形態においては、第1色光光学系81によって合成光学系40の射出面46側に形成される光源装置1の光強度分布の偏りと、第2色光光学系82によって合成光学系40の射出面46側に形成される光源装置1の光強度分布の偏りと、第3色光光学系83によって合成光学系40の射出面46側に形成される光源装置1の光強度分布の偏りと、が一致する。
In the present embodiment, the bias of the light intensity distribution of the light source device 1 formed on the
第1色光光学系81の作用について説明する。光源装置1から射出され、インテグレータ光学系6においてインテグレータ光学系6の光軸に垂直な面内で均一化され、コンデンサレンズ8を通過した光は、第1色分離素子11において、第1色光Lbと、第1色光Lbとは別の波長の光Lgrとに分離される。第1色光Lbは、第1色分離素子11でXY平面内において反射する。第1色分離素子11において、第1色光Lbの第1回目の反射が行われる。
The operation of the first color optical optical system 81 will be described. The light emitted from the light source device 1, uniformized in the plane perpendicular to the optical axis of the integrator optical system 6 in the integrator optical system 6, and passed through the
図9に示すように、コンデンサレンズ8及びリレー光学系20の第1集光レンズ21は、第4反射部材16の反射面16Aに第1色光Lbを集光する。第1色光光学系81において、光源像の第1中間像が第4反射部材16の反射面16Aに形成される。すなわち、第1色光光学系81における第1結像点が、第4反射部材16の反射面16Aに形成される。
As shown in FIG. 9, the
第1色分離素子11で反射した第1色光Lbは、第4反射部材16に入射する。第1色光Lbは、第4反射部材16でXY平面内において反射する。第4反射部材16において、第1色光Lbの第2回目の反射が行われる。
The first color light Lb reflected by the first
第4反射部材16で反射した第1色光Lbは、第1反射部材13に入射する。第1色光Lbは、第1反射部材13でYZ平面内において反射する。第1反射部材13において、第1色光Lbの第3回目の反射が行われる。
The first color light Lb reflected by the fourth reflecting
第1反射部材13で反射した第1色光Lbは、偏光子61及び偏光子62を通過して、第1反射型液晶パネル31に入射する。第1色光Lbは、第1反射型液晶パネル31で−Z方向に反射する。第1反射型液晶パネル31において、第1色光Lbの第4回目の反射が行われる。
The first color light Lb reflected by the first reflecting
図9に示すように、リレー光学系20の第2集光レンズ22及び第3集光レンズ23は、第1反射型液晶パネル31の入射面31Aに第1色光Lbを集光する。第1レンズアレイ6Aと第1反射型液晶パネル31の入射面31Aとは、光学的に共役である。
As shown in FIG. 9, the
第1反射型液晶パネル31で反射した第1色光Lbは、偏光子62に入射する。第1色光Lbは、偏光子62でXZ平面内において反射する。偏光子62において、第1色光Lbの第5回目の反射が行われる。
The first color light Lb reflected by the first reflective
偏光子62で反射した第1色光Lbは、合成光学系40の第1入射面41に入射する。
The first color light Lb reflected by the
このように、第1色光Lbは、第1色光光学系81において、複数の光学部品により5回反射して、合成光学系40に入射する。
As described above, the first color light Lb is reflected five times by the plurality of optical components in the first color optical optical system 81 and is incident on the synthetic
光学部品による反射により、像の鏡像が形成される。鏡像とは、平面鏡の反射によって作られる物体の像をいう。換言すれば、鏡像とは、左右又は上下だけが反対になった像をいい、物体と鏡像とは面対称の関係になる。 A mirror image of the image is formed by reflection by the optical components. A mirror image is an image of an object created by the reflection of a plane mirror. In other words, the mirror image means an image in which only the left and right or the top and bottom are reversed, and the object and the mirror image have a plane-symmetrical relationship.
また、第1色光Lbは、リレー光学系20により、2回集光される。すなわち、第1色光Lbは、第1色光光学系81において、2回結像して、合成光学系40に入射する。リレー光学系20により、像の倒立像が形成される。倒立像とは、凸レンズなどを通じて作られる物体の像をいい、物体の像と倒立像とは、光軸を中心として180[°]回転対称の関係になる。
Further, the first color light Lb is focused twice by the relay
次に、第2色光光学系82の作用について説明する。光源装置1から射出され、インテグレータ光学系6においてインテグレータ光学系6の光軸に垂直な面内で均一化され、コンデンサレンズ8を通過した光は、第1色分離素子11おいて、第1色光Lbと、第1色光Lbとは別の波長の光Lgrとに分離される。第1色分離素子11を透過した光Lgrは、第2色分離素子12において、第2色光Lgと第3色光Lrとに分離される。第2色光Lgは、第2色分離素子12でXY平面内において反射する。第2色分離素子12において、第2色光Lgの第1回目の反射が行われる。
Next, the operation of the second color optical
第2色分離素子12で反射した第2色光Lgは、第2反射部材14に入射する。第2色光Lgは、第2反射部材14でXZ平面内において反射する。第2反射部材14において、第2色光Lgの第2回目の反射が行われる。
The second color light Lg reflected by the second
第2反射部材14で反射した第2色光Lgは、偏光子63及び偏光子64を通過して、第2反射型液晶パネル32に入射する。第2色光Lgは、第2反射型液晶パネル32で−Z方向に反射する。第2反射型液晶パネル32において、第2色光Lgの第3回目の反射が行われる。
The second color light Lg reflected by the second reflecting
図9に示すように、コンデンサレンズ8は、第2反射型液晶パネル32の入射面32Aに第2色光Lgを集光する。第1レンズアレイ6Aと第2反射型液晶パネル32の入射面32Aとは、光学的に共役である。
As shown in FIG. 9, the
第2反射型液晶パネル32で反射した第2色光Lgは、偏光子64に入射する。第2色光Lgは、偏光子64でYZ平面内において反射する。偏光子64において、第2色光Lgの第4回目の反射が行われる。
The second color light Lg reflected by the second reflective
偏光子64で反射した第2色光Lgは、合成光学系40の第2入射面42に入射する。
The second color light Lg reflected by the
このように、第2色光Lgは、第2色光光学系82において、複数の光学部品により4回反射して、合成光学系40に入射する。また、第2色光Lgは、第2色光光学系82において、1回結像して、合成光学系40に入射する。
As described above, the second color light Lg is reflected four times by the plurality of optical components in the second color optical
次に、第3色光光学系83の作用について説明する。光源装置1から射出され、インテグレータ光学系6においてインテグレータ光学系6の光軸に垂直な面内で均一化され、コンデンサレンズ8及び第1色分離素子11を通過した光Lgrは、第2色分離素子12において、第2色光Lgと第3色光Lrとに分離される。第3色光Lrは、第2色分離素子12を透過する。
Next, the operation of the third color optical
第2色分離素子12を透過した第3色光Lrは、第3反射部材15に入射する。第3色光Lrは、第3反射部材15でYZ平面内において反射する。第3反射部材15において、第3色光Lrの第1回目の反射が行われる。
The third color light Lr transmitted through the second
第3反射部材15で反射した第3色光Lrは、偏光子65及び偏光子66を通過して、第3反射型液晶パネル33に入射する。第3色光Lrは、第3反射型液晶パネル33で−Z方向に反射する。第3反射型液晶パネル33において、第3色光Lrの第2回目の反射が行われる。
The third color light Lr reflected by the third reflecting
図9に示すように、コンデンサレンズ8は、第3反射型液晶パネル33の入射面33Aに第3色光Lrを集光する。第1レンズアレイ6Aと第3反射型液晶パネル33の入射面33Aとは、光学的に共役である。
As shown in FIG. 9, the
第3反射型液晶パネル33で反射した第3色光Lrは、偏光子66に入射する。第3色光Lrは、偏光子66でXZ平面内において反射する。偏光子66において、第3色光Lrの第3回目の反射が行われる。
The third color light Lr reflected by the third reflective
偏光子66で反射した第3色光Lrは、合成光学系40の第3入射面43に入射する。
The third color light Lr reflected by the
このように、第3色光Lrは、第3色光光学系83において、複数の光学部品により3回反射して、合成光学系40に入射する。また、第3色光Lrは、第3色光光学系83において、1回結像して、合成光学系40に入射する。
As described above, the third color light Lr is reflected three times by the plurality of optical components in the third color optical
次に、第1色光光学系81、第2色光光学系82、第3色光光学系83のそれぞれにおける光源装置1の光強度分布の偏りの変化について図10を参照しながら説明する。図10を用いる説明においては、光強度分布の偏りを分かり易くするため、光強度分布の偏りを示す光源像の方向性(向き)を「F」の文字の図形的な方向性に対応させて示す。なお、図10において、各光学部品にも「F」の文字を模式的に描いたが、光源像、正確には第1レンズアレイ6Aのそれぞれのマイクロレンズにおけるそれぞれの像は、対応する共役面でのみ結像する。つまり、光源像は、第1レンズアレイ6Aと光学的に共役な位置関係にある第3集光レンズ23、第1反射型液晶パネル31、第2反射型液晶パネル32、及び第3反射型液晶パネル33のそれぞれで結像する。XZ平面において、+Z方向を「F」の上とし、光軸方向において、光源装置1からスクリーン70に向かう方向から見たときに「F」が正しい向きで読める光源像の向きを基準方向とする。
Next, changes in the bias of the light intensity distribution of the light source device 1 in each of the first color optical optical system 81, the second color optical
第1色光光学系81における光強度分布の偏りを示す光源像の向きについて説明する。第1色分離素子11における反射により、光源像の鏡像が形成される。また、リレー光学系20の第1集光レンズ21の作用により、光源像は倒立する。これにより、図10に示すように、第4反射部材16の反射面16Aにおいて、光源像の向きは、180[°]回転した方向(倒立した方向)となる。
The direction of the light source image showing the bias of the light intensity distribution in the first color optical optical system 81 will be described. A mirror image of the light source image is formed by the reflection in the first
第4反射部材16における反射により、光源像の鏡像が形成される。また、リレー光学系20の第2集光レンズ22及び第3集光レンズ23の作用により、光源像の向きは反転する。これにより、図10に示すように、第1反射部材13の反射面13Aにおいて、光源像の向きは、反転及び回転しない基準方向となる。
A mirror image of the light source image is formed by the reflection in the fourth reflecting
第1反射部材13における反射により、光源像の鏡像が形成される。これにより、図10に示すように、第1反射型液晶パネル31の入射面31Aにおいて、光源像の向きは、上下反転した方向となる。
A mirror image of the light source image is formed by the reflection in the first reflecting
第1反射型液晶パネル31の反射により、光源像の鏡像が形成される。これにより、図10に示すように、偏光子62の反射面において、光源像の向きは、180[°]回転した方向(倒立した方向)となる。
A mirror image of the light source image is formed by the reflection of the first reflective
偏光子62における反射により、光源像の鏡像が形成される。これにより、図10に示すように、合成光学系40の第1入射面41において、光源像の向きは、上下反転した方向となる。
The reflection on the
次に、第2色光光学系82における光強度分布の偏りを示す光源像の向きについて説明する。第2色分離素子12における反射により、光源像の鏡像が形成される。これにより、図10に示すように、第2反射部材14の反射面14Aにおいて、光源像の向きは、180[°]回転した方向(倒立した方向)となる。
Next, the orientation of the light source image showing the bias of the light intensity distribution in the second color optical
第2反射部材14における反射により、光源像の鏡像が形成される。これにより、図10に示すように、第2反射型液晶パネル32の入射面32Aにおいて、光源像の向きは、上下反転した方向となる。
A mirror image of the light source image is formed by the reflection in the second reflecting
第2反射型液晶パネル32の反射により、光源像の鏡像が形成される。また、コンデンサレンズ8の作用により、光源像は反転する。これにより、図10に示すように、偏光子64の反射面において、光源像の向きは、上下反転した方向となる。
A mirror image of the light source image is formed by the reflection of the second reflective
偏光子64における反射により、光源像の鏡像が形成される。これにより、図10に示すように、合成光学系40の第2入射面42において、光源像の向きは、反転及び回転しない基準方向となる。
The reflection on the
次に、第3色光光学系83における光強度分布の偏りを示す光源像の向きについて説明する。第3反射部材15における反射により、光源像の鏡像が形成される。これにより、図10に示すように、第3反射型液晶パネル33の入射面33Aにおいて、光源像の向きは、上下反転した方向となる。
Next, the orientation of the light source image showing the bias of the light intensity distribution in the third color optical
第3反射型液晶パネル33の反射により、光源像の鏡像が形成される。また、コンデンサレンズ8の作用により、光源像は反転する。これにより、図10に示すように、偏光子66の反射面において、光源像の向きは、反転及び回転しない基準方向となる。
A mirror image of the light source image is formed by the reflection of the third reflective
偏光子66における反射により、光源像の鏡像が形成される。これにより、図10に示すように、合成光学系40の第3入射面43において、光源像の向きは、上下反転した方向となる。
The reflection on the
第1入射面41に形成された光源像と第2入射面42に形成された光源像とは、合成光学系40の第1合成面44において合成される。図10に示すように、第1入射面41に形成された光源像と第2入射面42に形成された光源像とは、合成光学系40の第1合成面44において合致する。
The light source image formed on the
第2入射面42に形成された光源像と第3入射面43に形成された光源像とは、合成光学系40の第2合成面45において合成される。図10に示すように、第2入射面42に形成された光源像と第3入射面43に形成された光源像とは、合成光学系40の第2合成面45において合致する。
The light source image formed on the
したがって、第1色光光学系81によって合成光学系40の射出面46側に形成される光源像の向きと、第2色光光学系82によって合成光学系40の射出面46側に形成される光源像の向きと、第3色光光学系83によって合成光学系40の射出面46側に形成される光源像の向きとは一致する。
Therefore, the orientation of the light source image formed on the
すなわち、本実施形態においては、図10に示すように、第1入射面41に入射する光源像の向きと第2入射面42に入射する光源像の向きとが第1合成面44に対して鏡面対称になり、かつ、第2入射面42に入射する光源像の向きと第3入射面43に入射する光源像の向きとが第2合成面45に対して鏡面対称になっている。この合成光学系40の第1入射面41に入射する光源像の向きと、第2入射面42に入射する光源像の向きと、第3入射面43に入射する光源像の向きとの関係性によって、合成光学系40から射出される各色の色光の光源像の向きが一致する。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the direction of the light source image incident on the
次に、本実施形態に係る液晶36Aの配向方向Hについて説明する。図11は、本実施形態に係る第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1と、第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2と、第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3との関係を模式的に示す図である。
Next, the orientation direction H of the
図11に示すように、第1反射型液晶パネル31からの第1色光Lbを合成光学系40の第1入射面41に反射する偏光子62と、第2反射型液晶パネル32からの第2色光Lgを合成光学系40の第2入射面42に反射する偏光子64と、第3反射型液晶パネル33からの第3色光Lrを合成光学系40の第3入射面43に反射する偏光子66とが設けられる。
As shown in FIG. 11, a
合成光学系40の第1入射面41に入射した第1色光Lbは、第1合成面44で反射する。合成光学系40の第2入射面42に入射した第2色光Lgは、第1合成面44を透過して、第1色光Lbと合成される。
The first color light Lb incident on the
合成光学系40の第3入射面43に入射した第3色光Lrは、第2合成面45で反射する。合成光学系40の第2入射面42に入射した第2色光Lgは、第2合成面45を透過して、第3色光Lrと合成される。
The third color light Lr incident on the
合成光学系40の第1入射面41と直交する基準線LT1を第1反射型液晶パネル31に規定した場合、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1は、第1反射型液晶パネル31の画素(反射電極39)の対角線と平行であり、基準線LT1に対して一方側(+Y側)に向かって合成光学系40の第1入射面41に近付く方向に定められる。第1反射型液晶パネル31においてローカル座標系(XaYaZa座標系)を規定した場合、基準線LT1は、Ya軸と平行である。第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1は、第1反射型液晶パネル31の画素(反射電極39)の対角線と平行であり、基準線LT1に対して一方側(−Xa側)の第1方向に向かって合成光学系40に近付く方向に定められる。
When the reference line LT1 orthogonal to the
合成光学系40の第2入射面42と直交する基準線LT2を第2反射型液晶パネル32に規定した場合、第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2は、第2反射型液晶パネル32の画素(反射電極39)の対角線と平行であり、基準線LT2に対して他方側(+X側)に向かって合成光学系40の第2入射面42に近付く方向に定められる。第2反射型液晶パネル32においてローカル座標系(XaYaZa座標系)を規定した場合、基準線LT2は、Ya軸と平行である。第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2は、第2反射型液晶パネル32の画素(反射電極39)の対角線と平行であり、基準線LT2に対して他方側(+Xa側)の第2方向に向かって合成光学系40に近付く方向に定められる。
When the reference line LT2 orthogonal to the
合成光学系40の第3入射面43と直交する基準線LT3を第3反射型液晶パネル33に規定した場合、第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3は、第3反射型液晶パネル33の画素(反射電極39)の対角線と平行であり、基準線LT3に対して一方側(−Y側)に向かって合成光学系40の第3入射面43に近付く方向に定められる。第3反射型液晶パネル33においてローカル座標系(XaYaZa座標系)を規定した場合、基準線LT3は、Ya軸と平行である。第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3は、第3反射型液晶パネル33の画素(反射電極39)の対角線と平行であり、基準線LT3に対して一方側(−Xa側)の第1方向に向かって合成光学系40に近付く方向に定められる。
When the reference line LT3 orthogonal to the
つまり、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1は、図8を参照して説明したベクトルRLa,RLbのうち、ベクトルRLaに相当する。第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2は、図8を参照して説明したベクトルRLa,RLbのうち、ベクトルRLbに相当する。第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3は、図8を参照して説明したベクトルRLa,RLbのうち、ベクトルRLaに相当する。
That is, the orientation direction H1 of the
すなわち、本実施形態においては、第1反射型液晶パネル31と第2反射型液晶パネル32とが同一構造の反射型液晶パネルであるとみなした場合、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2とが直交するように、第1反射型液晶パネル31における液晶36Aの配向方向H1及び第2反射型液晶パネル32における液晶36Aの配向方向H2が定められている。
That is, in the present embodiment, when the first reflective
同様に、本実施形態においては、第2反射型液晶パネル32と第3反射型液晶パネル33とが同一構造の反射型液晶パネルであるとみなした場合、第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2と第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3とが直交するように、第2反射型液晶パネル32における液晶36Aの配向方向H2及び第3反射型液晶パネル33における液晶36Aの配向方向H3が定められている。
Similarly, in the present embodiment, when the second reflective
また、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1と第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3とが平行となるように、第1反射型液晶パネル31における液晶36Aの配向方向H1及び第3反射型液晶パネル33における液晶36Aの配向方向H3が定められている。
Further, the
また、本実施形態においては、図11に示すように、第1偏光状態の第1色光Lbが入射する第1反射型液晶パネル31の入射面31Aと、第1反射型液晶パネル31Aからの第2偏光状態の第1色光Lbが入射する偏光子62の反射面62Bと、合成光学系40の第1入射面41とによって、三角柱状の第1空間が形成される。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the
また、第1偏光状態の第2色光Lgが入射する第2反射型液晶パネル32の入射面32Aと、第2反射型液晶パネル32からの第2偏光状態の第2色光Lgが入射する偏光子64の反射面64Bと、合成光学系40の第2入射面42とによって、三角柱状の第2空間が形成される。
Further, the
また、第1偏光状態の第3色光Lrが入射する第3反射型液晶パネル33の入射面33Aと、第3反射型液晶パネル33からの第2偏光状態の第3色光Lrが入射する偏光子66の反射面66Bと、合成光学系40の第3入射面43とによって、三角柱状の第3空間が形成される。
Further, the
第1反射型液晶パネル31の入射面31Aと、第2反射型液晶パネル32の入射面32Aと、第3反射型液晶パネル33の入射面33Aとは、同一方向を向き、XY平面と平行な同一平面内に配置される。
The
第1合成面44を含む第1仮想平面に対して、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2とは鏡面対称の関係にある。
The orientation direction H1 of the
また、第1合成面44を含む第1仮想平面に対して、第1反射型液晶パネル31の画像データと第2反射型液晶パネル32の画像データとは鏡面対称の関係にある。
Further, the image data of the first reflective
また、第1合成面44を含む第1仮想平面に対して、偏光子62の反射面62Bと偏光子64の反射面64Bとは鏡面対称の関係にある。
Further, the reflecting surface 62B of the
また、第1合成面44を含む第1仮想平面に対して、合成光学系40の第1入射面41と第2入射面42とは鏡面対称の関係にある。
Further, the
また、第2合成面45を含む第2仮想平面に対して、第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2と第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3とは鏡面対称の関係にある。
Further, the orientation direction H2 of the
また、第2合成面45を含む第2仮想平面に対して、第2反射型液晶パネル32の画像データと第3反射型液晶パネル33の画像データとは鏡面対称の関係にある。
Further, the image data of the second reflective
また、第2合成面45を含む第2仮想平面に対して、偏光子64の反射面64Bと偏光子66の反射面66Bとは鏡面対称の関係にある。
Further, the reflecting
また、第2合成面45を含む第2仮想平面に対して、合成光学系40の第2入射面42と第3入射面43とは鏡面対称の関係にある。
Further, the
これにより、図11に示すように、合成光学系40及び投射光学系50を介してスクリーン70に投射された画像において、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2と第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3とは一致する。
As a result, as shown in FIG. 11, in the image projected on the
なお、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1、第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2、及び第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3は、図12に示す関係でもよい。図12に示す例においても、第1,第2,第3反射型液晶パネル31,32,33の液晶36Aの配向方向H1,H2,H3が、第1,第2,第3反射型液晶パネル31,32,33の画素の対角線と平行であり、合成光学系40に近付く方向に定められる。図12に示す例において、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1は、図8を参照して説明したベクトルRLa,RLbのうち、ベクトルRLbに相当する。第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2は、図8を参照して説明したベクトルRLa,RLbのうち、ベクトルRLaに相当する。第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3は、図8を参照して説明したベクトルRLa,RLbのうち、ベクトルRLbに相当する。図12に示す例においても、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1及び第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2とが直交する。合成光学系40及び投射光学系50を介してスクリーン70に投射された画像において、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2と第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3とは一致する。
The orientation direction H1 of the
以上説明したように、本実施形態によれば、液晶36Aの配向方向が、第1反射型液晶パネル31、第2反射型液晶パネル32、及び第3反射型液晶パネル33のそれぞれにおいて、画素の対角線と平行である。これにより、投射光学系50によりスクリーン70に投射される画像の高コントラスト化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the orientation direction of the
また、本実施形態においては、第1反射型液晶パネル31から射出され偏光子62で反射した第1色光Lbが第1入射面41から合成光学系40に入射し、第2反射型液晶パネル32から射出され偏光子64で反射した第2色光Lgが第2入射面42から合成光学系40に入射し、第1色光Lbが第1合成面44で反射し、第2色光Lgが第1合成面44を透過する場合において、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2とが直交するので、合成光学系40及び投射光学系50を介してスクリーン70に投射された画像において、第1反射型液晶パネル31の液晶36Aの配向方向H1と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2とは一致する。
Further, in the present embodiment, the first color light Lb emitted from the first reflective
また、本実施形態においては、第3反射型液晶パネル33から射出され偏光子66で反射した第3色光Lrが第3入射面43から合成光学系40に入射し、第2反射型液晶パネル32から射出され偏光子64で反射した第2色光Lgが第2入射面42から合成光学系40に入射し、第3色光Lrが第2合成面45で反射し、第2色光Lgが第2合成面45を透過する場合において、第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2とが直交するので、合成光学系40及び投射光学系50を介してスクリーン70に投射された画像において、第3反射型液晶パネル33の液晶36Aの配向方向H3と第2反射型液晶パネル32の液晶36Aの配向方向H2とは一致する。
Further, in the present embodiment, the third color light Lr emitted from the third reflective
これにより、複数の反射型液晶パネル31,32,33に発生するディスクリネーションの違いによる画質の低下が抑制される。そのため、本実施形態に係る投射型表示装置100は、ディスクリネーションに起因する画質の低下を防止し、高コントラストな画像を表示することができる。
As a result, deterioration of image quality due to the difference in discrimination that occurs in the plurality of reflective
1…光源装置、2…固体光源、3…蛍光体、4…ハーフミラー、5…集光光学系、6…インテグレータ光学系、6A…第1レンズアレイ、6B…第2レンズアレイ、7…偏光変換素子、8…コンデンサレンズ、10…照明光学系、11…第1色分離素子、12…第2色分離素子、13…第1反射部材、13A…反射面、14…第2反射部材、14A…反射面、15…第3反射部材、15A…反射面、16…第4反射部材、16A…反射面、20…リレー光学系、21…第1集光レンズ、22…第2集光レンズ、23…第3集光レンズ、31…第1反射型液晶パネル、31A…入射面、32…第2反射型液晶パネル、32A…入射面、33…第3反射型液晶パネル、33A…入射面、34…透明基板、35…アクティブマトリクス基板、36…液晶層、37…配向膜、40…合成光学系、41…第1入射面、42…第2入射面、43…第3入射面、44…第1合成面、45…第2合成面、46…射出面、50…投射光学系、61…偏光子、62…偏光子、63…偏光子、64…偏光子、65…偏光子、66…第6子、70…スクリーン、81…第1色光光学系、82…第2色光光学系、83…第3色光光学系、100…投射型表示装置、Lb…第1色光(青色光)、Lg…第2色光(緑色光)、Lr…第3色光(赤色光)、Lgr…光。 1 ... light source device, 2 ... solid light source, 3 ... phosphor, 4 ... half mirror, 5 ... condensing optical system, 6 ... integrator optical system, 6A ... first lens array, 6B ... second lens array, 7 ... polarized light Conversion element, 8 ... Condenser lens, 10 ... Illumination optical system, 11 ... First color separation element, 12 ... Second color separation element, 13 ... First reflection member, 13A ... Reflection surface, 14 ... Second reflection member, 14A ... Reflective surface, 15 ... 3rd reflective member, 15A ... Reflective surface, 16 ... 4th reflective member, 16A ... Reflective surface, 20 ... Relay optical system, 21 ... 1st condensing lens, 22 ... 2nd condensing lens, 23 ... 3rd condenser lens, 31 ... 1st reflective liquid crystal panel, 31A ... incident surface, 32 ... 2nd reflective liquid crystal panel, 32A ... incident surface, 33 ... 3rd reflective liquid crystal panel, 33A ... incident surface, 34 ... transparent substrate, 35 ... active matrix substrate, 36 ... liquid crystal layer, 37 ... alignment film, 40 ... synthetic optical system, 41 ... first incident surface, 42 ... second incident surface, 43 ... third incident surface, 44 ... First composite surface, 45 ... Second composite plane, 46 ... Injection plane, 50 ... Projection optical system, 61 ... Polarizer, 62 ... Polarizer, 63 ... Polarizer, 64 ... Polarizer, 65 ... Polarizer, 66 ... 6th child, 70 ... screen, 81 ... 1st color optical optical system, 82 ... 2nd color optical optical system, 83 ... 3rd color optical optical system, 100 ... projection type display device, Lb ... 1st color light (blue light), Lg ... second color light (green light), Lr ... third color light (red light), Lgr ... light.
Claims (2)
複数の前記色光の光路のそれぞれに配置され、画像データに基づいて前記色光を光変調する複数の反射型液晶パネルと、
複数の前記色光の光路のそれぞれに配置され、第1偏光状態の前記色光を透過し、第2偏光状態の前記色光を反射する複数のワイヤグリッド型の偏光子と、
前記反射型液晶パネルで光変調され、前記偏光子で反射した複数の前記色光を合成して合成光を生成する合成光学系と、
前記合成光学系で生成された前記合成光を投射面に投射する投射光学系と、
を備え、
前記反射型液晶パネルは、負の誘電異方性を有し、画素の対角線と平行であり、且つ、前記合成光学系に近付く配向方向にプレチルトされ、配向された液晶を含む液晶層を有し、
前記合成光学系は、複数の前記反射型液晶パネルのうち第1反射型液晶パネルから射出され、前記合成光学系の合成面で反射する第1色光が入射する第1入射面と、第2反射型液晶パネルから射出され、前記合成面を透過する第2色光が入射する第2入射面と、を有し、
前記偏光子は、前記第1偏光状態の前記第1色光を透過する第1偏光子と、前記第1偏光子を透過後の前記第1色光の光路に対して傾斜し、前記第1偏光状態の前記第1色光を透過し前記第1反射型液晶パネルからの前記第2偏光状態の前記第1色光を前記第1入射面に反射する第2偏光子と、第1偏光状態の前記第2色光を透過する第3偏光子と、第3偏光子を透過後の前記第2色光の光路に対して傾斜し、前記第1偏光状態の前記第2色光を透過し前記第2反射型液晶パネルからの前記第2偏光状態の前記第2色光を前記第2入射面に反射する第4偏光子と、を含み、
前記第1反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向と前記第2反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向とが直交し、
前記合成光学系は、複数の前記反射型液晶パネルのうち第3反射型液晶パネルから射出され、前記合成光学系の合成面で反射する第3色光が入射する第3入射面を有し、
前記偏光子は、前記第3色光の光路に対して傾斜し、前記第1偏光状態の前記第3色光を透過し前記第3反射型液晶パネルからの前記第2偏光状態の前記第3色光を前記第3入射面に反射する第5偏光子を含み、
前記合成光学系の前記合成面は、前記第1色光と前記第2色光とを合成する第1合成面と、前記第2色光と前記第3色光とを合成する第2合成面とを含み、
前記第1反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向及び前記第3反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向と前記第2反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向とが直交し、
前記合成光学系及び前記投射光学系を介してスクリーンに投射された画像において、前記第1色光を光変調した前記第1反射型液晶パネルの液晶の配向方向と、前記第2色光を光変調した前記第2反射型液晶パネルの液晶の配向方向と、前記第3色光を光変調した前記第3反射型液晶パネルの液晶の配向方向とが一致する、
投射型表示装置。 An illumination optical system that separates the light emitted from the light source device into multiple colors to generate multiple colored lights.
A plurality of reflective liquid crystal panels arranged in each of the plurality of optical paths of the colored light and photomodulating the colored light based on image data.
A plurality of wire grid type polarizers arranged in each of the plurality of optical paths of the colored light, transmitting the colored light in the first polarized state and reflecting the colored light in the second polarized state.
A synthetic optical system that is light-modulated by the reflective liquid crystal panel and synthesizes a plurality of the colored lights reflected by the polarizer to generate synthetic light.
A projection optical system that projects the synthetic light generated by the synthetic optical system onto a projection surface,
With
The reflective liquid crystal panel has a negative dielectric anisotropy, is parallel to the diagonal of the pixel, and has a liquid crystal layer containing a liquid crystal that is pre-tilted in an orientation direction approaching the synthetic optical system and is oriented. ,
The composite optical system has a first incident surface and a second reflection surface on which first color light emitted from the first reflective liquid crystal panel among the plurality of reflective liquid crystal panels and reflected by the composite surface of the synthetic optical system is incident. It has a second incident surface, which is emitted from a mold liquid crystal panel and is incident with a second color light transmitted through the composite surface.
The polarizer is inclined with respect to a first polarizing element that transmits the first color light in the first polarized state and an optical path of the first color light that has passed through the first polarized light, and the first polarized state. A second polarizer that transmits the first color light and reflects the first color light in the second polarized state from the first reflective liquid crystal panel to the first incident surface, and the second polarized light in the first polarized state. The second reflective liquid crystal panel that transmits the third polarized light that transmits colored light and the second polarized light that is inclined with respect to the optical path of the second colored light after transmitting the third polarized light and transmits the second colored light in the first polarized state. Includes a fourth polarizing element that reflects the second color light in the second polarized state from the second incident surface to the second incident surface.
The orientation direction of the liquid crystal of the first reflective liquid crystal panel and the orientation direction of the liquid crystal of the second reflective liquid crystal panel are orthogonal to each other.
The synthetic optical system has a third incident surface on which a third color light emitted from the third reflective liquid crystal panel among the plurality of reflective liquid crystal panels and reflected by the synthetic surface of the synthetic optical system is incident.
The polarizer is inclined with respect to the optical path of the third color light, transmits the third color light in the first polarized state, and transmits the third color light in the second polarized state from the third reflective liquid crystal panel. It contains a fifth polarizer that reflects off the third incident surface.
The composite surface of the synthetic optical system includes a first composite surface that synthesizes the first color light and the second color light, and a second composite surface that synthesizes the second color light and the third color light.
The orientation direction of the liquid crystal of the first reflective liquid crystal panel, the orientation direction of the liquid crystal of the third reflective liquid crystal panel, and the orientation direction of the liquid crystal of the second reflective liquid crystal panel are orthogonal to each other.
In image projected on the screen through the composite optical system and the projection optical system, the alignment direction of the liquid crystal of the first reflective liquid crystal panel of the first color light and the light modulation and light modulating the second color light wherein the alignment direction of liquid crystal molecules in the second reflective liquid crystal panel, the orientation of the liquid crystal of the third color light and the third reflective liquid crystal panel in which the light modulating match,
Projection type display device.
前記第1偏光状態の前記第2色光が入射する前記第2反射型液晶パネルの入射面と、前記第2反射型液晶パネルからの前記第2偏光状態の前記第2色光が入射する前記第4偏光子の反射面と、前記合成光学系の前記第2入射面とによって、三角柱状の第2空間が形成され、
前記第1偏光状態の前記第3色光が入射する前記第3反射型液晶パネルの入射面と、前記第3反射型液晶パネルからの前記第2偏光状態の前記第3色光が入射する前記第5偏光子の反射面と、前記合成光学系の前記第3入射面とによって、三角柱状の第3空間が形成され、
前記第1反射型液晶パネルの入射面と、前記第2反射型液晶パネルの入射面と、前記第3反射型液晶パネルの入射面とは、同一方向を向き、所定面と平行な同一平面内に配置され、
前記第1合成面に対して、前記第1反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向と前記第2反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向とは鏡面対称であり、前記第1反射型液晶パネルの画像データと前記第2反射型液晶パネルの画像データとは鏡面対称であり、前記第2偏光子の反射面と前記第4偏光子の反射面とは鏡面対称であり、前記合成光学系の前記第1入射面と前記第2入射面とは鏡面対称であり、
前記第2合成面に対して、前記第2反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向と前記第3反射型液晶パネルの前記液晶の配向方向とは鏡面対称であり、前記第2反射型液晶パネルの画像データと前記第3反射型液晶パネルの画像データとは鏡面対称であり、前記第4偏光子の反射面と前記第5偏光子の反射面とは鏡面対称であり、前記合成光学系の前記第2入射面と前記第3入射面とは鏡面対称である、
請求項1に記載の投射型表示装置。 The incident surface of the first reflective liquid crystal panel on which the first color light in the first polarized state is incident, and the second color light incident on the first color light in the second polarized state from the first reflective liquid crystal panel. A triangular columnar first space is formed by the reflecting surface of the polarizer and the first incident surface of the synthetic optical system.
The incident surface of the second reflective liquid crystal panel on which the second color light in the first polarized state is incident, and the fourth color light incident on the second color light in the second polarized state from the second reflective liquid crystal panel. A triangular columnar second space is formed by the reflecting surface of the polarizer and the second incident surface of the synthetic optical system.
The incident surface of the third reflective liquid crystal panel on which the third color light in the first polarized state is incident, and the third color light in the second polarized state from the third reflective liquid crystal panel are incident. A triangular columnar third space is formed by the reflecting surface of the polarizer and the third incident surface of the synthetic optical system.
The incident surface of the first reflective liquid crystal panel, the incident surface of the second reflective liquid crystal panel, and the incident surface of the third reflective liquid crystal panel face in the same direction and are in the same plane parallel to a predetermined surface. Placed in
The orientation direction of the liquid crystal of the first reflective liquid crystal panel and the orientation direction of the liquid crystal of the second reflective liquid crystal panel are mirror-symmetrical with respect to the first synthetic surface, and the first reflective liquid crystal panel. The image data of the second reflector and the image data of the second reflective liquid crystal panel are mirror-symmetric, and the reflection surface of the second polarizer and the reflection surface of the fourth polarizer are mirror-symmetric, and the synthetic optical system The first incident surface and the second incident surface are mirror-symmetrical.
The orientation direction of the liquid crystal of the second reflective liquid crystal panel and the orientation direction of the liquid crystal of the third reflective liquid crystal panel are mirror-symmetrical with respect to the second composite surface, and the second reflective liquid crystal panel The image data of the third reflector and the image data of the third reflective liquid crystal panel are mirror-symmetrical, and the reflecting surface of the fourth polarizer and the reflecting surface of the fifth polarizing element are mirror-symmetric, and the synthetic optical system The second incident surface and the third incident surface are mirror-symmetrical.
The projection type display device according to claim 1.
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